Egymástól tanuló mesterséges intelligenciák fedik fel agyunk valódi korát
A Nemzeti Agykutatási Program által támogatott kutatás eredményei megkönnyíthetik az időskori demencia előrejelzését. Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központ kutatóinak cikkét az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
 |
Hány éves az agya valójában? – a kérdés mintha egyenesen a Facebookról érkezett volna. A látszat azonban ezúttal csal: komoly kutatók foglalkoznak a témával – köztük a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont (TTK) munkatársai –, a válaszok pedig sokak időskorát tehetik élhetőbbé.
Agyunk az életünk során folyamatosan változik, fiatalkorunkban az agy hálózatainak szerkezete és működése egyre összehangoltabbá és kifinomultabbá válik, ahogy pedig öregedni kezdünk, ellenkező irányú folyamatok játszódnak le benne. A változások nemcsak az agy fizikai szerkezetében tapasztalhatók, hanem az egyes agyterületek működése közti összehangoltság mértékében is, amely az agyterületek között mérhető funkcionális kapcsolatok erősségének megváltozásával jól jellemezhető.
Kapcsolatok kora
E kapcsolatokat funkcionális mágneses rezonanciás képalkotással (fMRI) nagyszerűen lehet vizsgálni, és az eredmények megmutathatják, hogy a vizsgált agy kapcsolati mintázatának jellemzői mennyire felelnek meg a vizsgált személy valós életkorának. Ha az eltérés jelentős, az a kutatások szerint jól előre jelzi a kóros agyi öregedési folyamatokat, köztük a demenciát.
Márpedig igen fontos, hogy az efféle folyamatokra idejében fény derüljön, mivel a korai gyógyszeres beavatkozások és életmódváltás sokkal hatásosabb, mint a súlyosabb tünetek megjelenése utáni „tűzoltás”.
Az agyterületek működése közti kapcsolatok meglehetősen bonyolult hálózatot alkotnak, így egyáltalán nem nyilvánvaló, hogy milyen tulajdonságaik vannak kapcsolatban az életkorral. Kézenfekvő megoldásnak tűnt hát, hogy mesterséges intelligenciát vessenek be az elemzésére. A mélytanulásos (deep learning) rendszereket pedig éppen úgy be lehet tanítani az agyi kapcsolati hálózatok és az életkor közti összefüggésekre, mint például a kutyás és a macskás képek elkülönítésére. Vagyis egy mélytanulásos rendszer megfelelő számú egészséges agyról készült felvétel feldolgozása után „érezni” kezdi az agy korát, éppúgy, ahogy a másik példában a képen szereplő állat „kutyaságát” vagy „macskaságát”.
Tudásátadással a hatékonyabb tanulásért
Van azonban egy nagy eltérés a két helyzet között: míg a képfelismerés esetében a betanításhoz fotók millióit használhatják, a meglehetősen költségesen elkészíthető fMRI-felvételekből nagyságrendekkel kevesebb áll rendelkezésre. És ha ez még nem lenne elég, a különféle berendezéseken más és más beállításokkal készült fMRI-felvételek kapcsolati hálózatai annyira különböznek egymástól, hogy nem igazán lehet őket „összeönteni” és ezt az egységes adatbázist használni a mesterséges intelligencia betanítására.
Vidnyánszky Zoltán és a Nemzeti Agykutatási Program támogatásával működő kutatócsoportja a mélytanulásos rendszerek működési elvét felhasználva ügyes megoldást talált e probléma kiküszöbölésére. Az ilyen elven működő tanuló rendszerek ugyanis több egymásra épülő absztrakciós szinten dolgozzák fel a bemenet információit. Míg a legelső szinteken még sokat számítanak a bemenő adatok konkrét részletei, a felsőbb szinteken egyre elvontabb összefüggések jelennek meg a tanulás során. Így, például egy kutyákat és macskákat fotó alapján elkülönítő, betanított mélytanulásos rendszer alacsonyabb szintjei hatalmas eltérésekkel reagálnak egy csivava és egy bernáthegyi képére, de magasabb szinteken már egyértelműen a „kutyaság” dominál.
Vidnyánszkyék ötlete az volt, hogy az fMRI-felvételek egyszerű összeöntése helyett inkább a különféle mintákon betanított mesterséges intelligenciák magasabb absztrakciós szintjeinek adatait vegyék át. Abban reménykedtek, hogy így valamilyen mértékben képesek lesznek átvenni a mélytanulásos rendszerek „tudását”. Mintha – a fotók összeöntése helyett – a kizárólag fajtatiszta házikedvenceken megtanult „kutyaság” és „macskaság” fogalmait megalapozó belső, absztrakt adatokat átadhatnák egy másik tanuló rendszernek. Ez a másik rendszer pedig a keverék kutyákat ábrázoló képek vizsgálatát már az így átvett alaptudással kezdhetné.
Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központban működő kutatócsoport eljárása sikeresnek bizonyult, eredményüket nemrég az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
„Az eljárásunk segítségével 5 évvel sikerült javítani a funkcionális konnektivitáson alapuló agyéletkorbecslés átlagos pontosságát. Ezt úgy sikerült elérnünk, hogy felhasználtuk a korábban, más adatbázison elsajátított tudást a becsléshez használt mesterséges neurális hálózat tanítása során. Ezt a korábban tanult kapcsolati súlyok átvételével és finomhangolásával végeztük a hálózat megfelelő rétegeiben. Kutatási eredményeink megoldást szolgáltattak a különböző MRI-berendezéssel, mérési paraméterekkel és eltérő szempontok szerint beválogatott embercsoportokon gyűjtött adatbázisok közötti tudástranszferre” – mondta el Vidnyánszky Zoltán.
A módszer fontos előrelépést jelent a kóros agyi öregedés mesterséges intelligenciával történő hatékonyabb előrejelzésében. Emellett segítséget nyújthat olyan, idegrendszeri képalkotáson alapuló speciális diagnosztikai feladatok megoldásában, ahol kevés adat áll rendelkezésre a mesterséges intelligenciák tanításához. A kutatócsoport jövőbeli kutatásainak célja, hogy módszertani fejlesztéseik eredményeire építve kidolgozzanak egy multimodális, strukturális és funkcionális MRI-képalkotáson alapuló mesterséges intelligenciával támogatott eljárást a kóros agyi öregedés korai kiszűrésére és típusainak osztályozására.
A Vidnyánszky Zoltán által vezetett kutatócsoport munkájában kiemelkedő szerepet játszott két fiatal kutató, Meszlényi Regina és Vakli Pál. Az eredeti tanulmány itt érhető el.
Érdemes elolvasni az mta.hu egy korábbi cikkét is, mely részletesen bemutatja Vidnyánszkyék munkáját és az fMRI-mérésekben rejlő lehetőségeket.
A teljes cikk elérhető az mta.hu oldalon is, az alábbi címen:
Ön szerint esélyes a Tisza Párt a Fidesz leváltására?
hírek innen, onnan
Ez a Messenger titkos módja: így teheted láthatatlanná és biztonságossá az üzeneteidet
A Messenger mindennapi használata során gyakran nem gondolunk bele, hogy üzeneteink és adataink milyen védelem alatt állnak. A platform...
A Real Madrid arra utasította Kylian Mbappét, hogy hazudjon
Továbbra sem csendesül a botrány Kylian Mbappé sérülése körül.
Másképp járnak a vonatok és egyes BKK-járatok az óraátállítás miatt
Néhány vonalon a menetrend is megváltozik. Érdemes használni útvonaltervezésre a mobilos applikációkat.
Egyre nagyobb a veszély, minden korábbinál éberebbnek kell lennünk
Kifinomult pszichológiai csapdák lesnek ránk a közösségi médiában.
Angol és francia topklubok elől happolták el az MTK csatárát
Mutatjuk, miért mondtak nemet az angol sztárcsapatoknak.
Ezer új munkahely jön létre Miskolcon
A kínai tulajdoni hátterű Halms Hungary mintegy 80 milliárd forint értékben új autóipari alkatrészgyártó üzemet épít Miskolcon,...
Megvalósult Irán egyik legnagyobb rémálma – az USA bevitte a döfést
Irán egyre nehezebb és nehezebb helyzetben van.
Öt országban is a hazai védett áraknál olcsóbban tankolhatunk
Például a velünk szomszédos Szlovákiában és Szlovéniában – derül ki a legfrissebb Mfor Üzemanyagár-figyelőből.
Akár 5 év börtönt is kaphatsz, ha egyedül hagyod a gyerekedet otthon, és valami baj éri
Magyar szülők ezrei rettegnek, nem lesz-e gond, amikor a gyereket kénytelenek egyedül hagyni otthon.
Megszólalt a vámokról a kereskedelmi biztos: fontos kérdésben állapodott meg az EU és az USA
Az Európai Unió kereskedelmi biztosa, Maroš Šefčovič szombaton "nagyon pozitívnak" nevezte a Jamieson Greerrel folytatott megbeszélését....
Beintett a halálnak a magyar rocklegenda, fél évet töltött kórházban
Túlélni a saját halálodat. Embert próbáló feladat, és viszonylag keveseknek sikerül. De Molnár György elmondhatja magáról, hogy...
Kulcsár Edina 700 ezres szettben ment vásárolni, mégis leszólták, csövesnek nevezték – videó
Kulcsár Edina ismét a figyelem középpontjába került, de nem a kifogástalan megjelenése miatt. Egy Instagram-posztja alatt ugyanis egy...
Sport
Újabb botrány a magyar sportban: a válogatott játékos beperelte a szövetséget
Fodor Csenge és Zalánki Gergő ügye után itt az új balhé: „Most valószínűleg én vagyok a fekete bárány”.
Kenderesi megrázó vallomással tért vissza, miközben már csak önmagán nevet
Visszatért Kenderesi Tamás a képernyőre, teljesen megváltozott.
Megalázták Angliát a Wembley-ben, nem lett hős a kifütyült árulóból
A látottak alapján az angol válogatottnak saját magával szemben is komoly kérdéseket kell feltennie.
Igen nagy kérdőjelek Szoboszlai Dominik miatt a válogatottban, és ez csak a jéghegy csúcsa
A kapusposztot az élet megoldja, de a védelemben, a középpályán és a támadósorban is bőven van dilemma.
A Liverpool megtalálta a játékost, akivel pótolhatja a távozó Szalahot
Külföldről igazolhat Szalah-utódot a Liverpool.
Varga Barnabás az AEK kérésére hagyta el a válogatott edzőtáborát egy görög lap szerint
Labdarúgó-válogatottunk felkészülési mérkőzésen a Puskás Arénában szombaton 18 órakor a szlovén, kedden 19 órakor a görög válogatottal játszik.
A szlovén szövetségi kapitány ámulatba esett a Puksás Arénától: "A magyar csapat kiváló, ennek ellenére jó eredményre számítok"
Bostjan Cesar szövetségi kapitány számára saját bevallása szerint különleges lesz szombaton a magyarok elleni barátságos mérkőzés, mert ezen debütál a szlovén labdarúgó-válogatott élén.
Marco Rossi Arne Slotról: Elvárnám, hogy ő se szóljon bele az én munkámba
Az AEK Athén támadója már el is hagyta az edzőtábort.
Őrizetbe vették Tiger Woodsot, miután balesetet okozott – Donald Trump is megszólalt
Ittas vezetés miatt emeltek vádat ellene.
Célegyenesben a tárgyalások: újabb magyar futballista kapott vonzó ajánlatot Liverpoolból
A negyedik magyar lehet Arne Slot keretében. Ha nyáron még Arne Slot lesz a vezetőedző...
A magyar válogatott szörnyű sorozatban van a Puskás Arénában, ilyen még nem volt Rossi alatt
Szombaton Szlovénia ellen kezdi meg a 2026-os évet a Marco Rossi vezette válogatott.
Bulvár
Drámai fordulat a bálnahorrorban: kiszabadult a megfeneklett cet, de ekkor jött a váratlan csavar
Ki lát bele a hatalmas tengeri emlős fejébe?!
Kővé dermedt mindenki Győrben, súlyos dolog történt a Fidesz-nagygyűlésen
Mindenki feszülten várta, hogy mi történik Győrben, ugyanis egy merényletről suttogtak.
Ne edd meg, ha ilyet vettél az ALDI-ban: vastagbélgyulladást okozhat ez a konyhai alapanyag
Ne használd fel a vasárnapi ebédhez: veszélyes fertőzés gyanúja miatt hívtak vissza egy konyhai alapanyagot.
Elaludt a 6-os villamoson a nő: ami a Széll Kálmán téren történt ezután, azért ezt a nőt és férfit keresik
A II. kerületi rendőrök a lakosság segítségét kérik. Egy videót is közzétettek: ezt a nőt és férfit keresik. Felismered őket?
Török Gábor Orbán győri beszédéről: Ha ilyen lesz a hátralévő két hét, az nem sok jót ígér a kormányoldalnak
Az elemző olyan kibillenésnek hívta a miniszterelnök beszédét, ami szerinte biztosan nem segít a Fidesznek.
Győrben kicsúszott Orbán Viktor kezéből az országjárása
Fekete ruhás verőemberek álltak sorfalat a tüntetőknek, és így is zúgott „a börtön, börtön”. A Fidesz taktikát váltott, és csak rosszabb lett.
Török Gábor: Kormánypárti körökben egyre többen beszélnek Orbán Balázs alkalmatlanságáról
A politológus szerint ha a Fidesz valóban elveszíti a hatalmat április 12-én, a felelősségkeresés minden bizonnyal a kampány irányítójára, Orbán Balázsra fog összpontosulni.
Élő adásban fagyott meg a levegő, Szabó Bencéről ezt a döbbenetes dolgot gondolják a rendőrök
Megrázó kijelentések hangzottak el élő adásban.
Most érkezett: átmeneti korlátozások lesznek a Mol töltőállomásain
Március 31-ről április 1-re virradóra.
Washingtonból jöhet válasz Orbán Viktor uniós vétójára
Magas rangú magyar tisztviselőket is érinthet.
Az élet Dubajban egy magyar szemével, aki 2 éve van kint: „Arra jössz rá, hogy eddig limitáltad magadat”
Sokan azt gondolják, aki Dubajban él, az mindenképpen kőgazdag, és csak a fényűzésből állnak a mindennapjai. Azt is, hogy ez a város felszínes, sekélyes, nincs mélysége, nincs kultúrája, csak egy betondzsungel az
Először lépett fel velük az új gitáros, félbe kellett szakítani a Tankcsapda koncertjét
A zenekar mindent bevetett a közönség elégedettségéért.
blogmorzsák
Egy született vállalkozó története
Demján Sándor a mélyszegénységből az ország leggazdagabb emberei közé jutott.
Éretlen társadalomban az érettségi előtt - @LL3t4rgIA
A világ végtelenül egyszerű, mindenki számára adott, hogy mit csináljon, erről az információ a világhálón is elérhető...
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Tatabányát is érinti a vonatok késése
- Négy emeletes toronnyal is megújult a tatabányai könyvtár
- A tatabányaiak dönthetnek a különböző városi elismerések kiosztásáról
- Ideiglenes erdőlátogatási tilalmat rendeltek el Tatabányán és környékén
- A sportban is összefogtak a tatabányai leukémiás Horváth Márkért
- Figyelem! Látogatási tilalom a Szent Borbála Kórházban!
- Tatabányát is érintő menetrend változások lesznek a MÁV-nál
- Az M1-es autópályán augusztusig nehezebb lesz közlekedni felújítás miatt
- Ezért lesz hónapokig dugó Tatabányán
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
